JPH0560234B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0560234B2 JPH0560234B2 JP59077777A JP7777784A JPH0560234B2 JP H0560234 B2 JPH0560234 B2 JP H0560234B2 JP 59077777 A JP59077777 A JP 59077777A JP 7777784 A JP7777784 A JP 7777784A JP H0560234 B2 JPH0560234 B2 JP H0560234B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solid electrolyte
- lithium
- battery
- lii
- present
- Prior art date
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/14—Cells with non-aqueous electrolyte
- H01M6/18—Cells with non-aqueous electrolyte with solid electrolyte
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Primary Cells (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(イ) 産業上の利用分野
本発明はリチウムを負極活物質として用いる固
体電解質電池に係り、特に固体電解質の改良に関
するものである。
体電解質電池に係り、特に固体電解質の改良に関
するものである。
(ロ) 従来技術
この種電池は固体状の電解質を用いるため漏液
の心配がなく、保存性能に優れているという利点
を有するが、固体電解質の導電率は液状電解質に
比して数段低く高率放電特性に問題があつた。
の心配がなく、保存性能に優れているという利点
を有するが、固体電解質の導電率は液状電解質に
比して数段低く高率放電特性に問題があつた。
現在、一般的に用いられている固体電解質とし
ては、例えば特公昭56−9785号公報に開示されて
いるようにLiI−Al2O3系があるが、その導電率
は室温で５×10-6S／cm〜１×10-5S／cm程度であ
る。
ては、例えば特公昭56−9785号公報に開示されて
いるようにLiI−Al2O3系があるが、その導電率
は室温で５×10-6S／cm〜１×10-5S／cm程度であ
る。
さて、近年に至つて例えば特開昭58−1974号公
報或いは特開昭58−189967号公報に開示されてい
るように五硫化リン（P2S5）、硫化リチウム
（Li2S）及びヨウ化リチウム（LiI）の３成分系か
らなるガラス状固体電解質（導電率約1.5×
10-5S／cm）が提案されている。ガラス状固体電
解質の場合、単結晶や層状の固体電解質に比して
イオンは結晶格子の束縛を受けないため移動しや
すくなり、又イオンの移動できる空隙も多くなる
ため導電率が向上するという利点がある。
報或いは特開昭58−189967号公報に開示されてい
るように五硫化リン（P2S5）、硫化リチウム
（Li2S）及びヨウ化リチウム（LiI）の３成分系か
らなるガラス状固体電解質（導電率約1.5×
10-5S／cm）が提案されている。ガラス状固体電
解質の場合、単結晶や層状の固体電解質に比して
イオンは結晶格子の束縛を受けないため移動しや
すくなり、又イオンの移動できる空隙も多くなる
ため導電率が向上するという利点がある。
(ハ) 発明の目的
本発明は新規な組成のガラス状固体電解質を提
案し、以つてこの種電池の特性改善を計ることを
目的とする。
案し、以つてこの種電池の特性改善を計ることを
目的とする。
(ニ) 発明の構成
本発明は正極と、リチウムを活物質とする負極
と、リチウムイオン導電性固体電解質とを備える
ものであつて、前記固体電解質が硫化リチウム
（Li2L）、硫化アルミニウム（Al2S3）及びヨウ化
リチウム（LiI）の３成分系ガラス状固体電解質
であることを特徴とする固体電解質電池にある。
と、リチウムイオン導電性固体電解質とを備える
ものであつて、前記固体電解質が硫化リチウム
（Li2L）、硫化アルミニウム（Al2S3）及びヨウ化
リチウム（LiI）の３成分系ガラス状固体電解質
であることを特徴とする固体電解質電池にある。
(ホ) 実施例
以下本発明の実施例について詳述する。
固体電解質の作成
硫化リチウム（Li2S）−硫化アルミニウム
（Al2S3）−ヨウ化リチウム（LiI）系ガラス状固体
電解質を次のようにして作成した。
（Al2S3）−ヨウ化リチウム（LiI）系ガラス状固体
電解質を次のようにして作成した。
即ち、Li2S、Al2S3及びLiIを夫々粉砕、乾燥し
たのち30：20：50のモル比で混合する。次にこの
混合物を石英アンプル中に真空封入し電気炉で
1100℃、20分間加熱したのち急冷する。こうして
得られた固体電解質材を400メツシユパスするま
で再度粉砕し、ついでその粉末を加圧成型しペレ
ツト状の固体電解質を得る。
たのち30：20：50のモル比で混合する。次にこの
混合物を石英アンプル中に真空封入し電気炉で
1100℃、20分間加熱したのち急冷する。こうして
得られた固体電解質材を400メツシユパスするま
で再度粉砕し、ついでその粉末を加圧成型しペレ
ツト状の固体電解質を得る。
第１図は本発明における固体電解質ａと従来の
P2S5（五硫化リン）−Li2S（硫化リチウム）−LiI（ヨ
ウ化リチウム）系ガラス状固体電解質ｂとの20℃
から60℃までにおける導電率−温度特性を比較し
たものである。
P2S5（五硫化リン）−Li2S（硫化リチウム）−LiI（ヨ
ウ化リチウム）系ガラス状固体電解質ｂとの20℃
から60℃までにおける導電率−温度特性を比較し
たものである。
電池の作成
次に上記各固体電解質を用いて電池を作成し
た。
た。
負極としてリチウム圧延板を10.0mmφに打抜い
たものを使用し、又正極合剤としては活物質ヨウ
化鉛（PbI2）粉末にPb（鉛）粉末を20重量％添加
したものを用いた。
たものを使用し、又正極合剤としては活物質ヨウ
化鉛（PbI2）粉末にPb（鉛）粉末を20重量％添加
したものを用いた。
電池の作成に際しては、10.0mmφの成型金型に
正極合剤300mg、固体電解質70mgを順次充填して
一体成型し、ついで固体電解質の背面に前記リチ
ウム負極を圧着して電池とする。
正極合剤300mg、固体電解質70mgを順次充填して
一体成型し、ついで固体電解質の背面に前記リチ
ウム負極を圧着して電池とする。
第２図はこれら電池の60℃、100kΩ負荷にお
ける放電特性を示し、図中Ａは本発明電池、Ｂは
従来電池の場合である。
ける放電特性を示し、図中Ａは本発明電池、Ｂは
従来電池の場合である。
(ヘ) 発明の効果
第１図より明白なるように本発明における固体
電解質の導電率は20℃で2.4×10-5S／cmであり、
従来のLi2S−P2S5−LiI系固体電解質の導電率よ
り高く、又第２図より本発明電池の方が比較電池
に比して高い放電電圧を示すことがわかる。
電解質の導電率は20℃で2.4×10-5S／cmであり、
従来のLi2S−P2S5−LiI系固体電解質の導電率よ
り高く、又第２図より本発明電池の方が比較電池
に比して高い放電電圧を示すことがわかる。
この理由を考察するに、一般にガラスの形成に
はガラスの網目構造を形成するイオンが必須であ
り、これに網目構造を修飾するイオンが加えられ
た形となつている。従来の固体電解質Li2S−LiI
−P2S5の場合にはP5+が網目構造形成イオンとし
て作用し、一方本発明における固体電解質の場合
にはAl3+が網目構造形成イオンとして作用する
のであるが、Al3+のイオン半径がP5+のイオン半
径より大きいためガラス構造における空隙が多
く、Liイオンの拡散が容易となることに起因して
導電率が向上するものと考えられ、その結果電池
の放電特性が改善されるのである。
はガラスの網目構造を形成するイオンが必須であ
り、これに網目構造を修飾するイオンが加えられ
た形となつている。従来の固体電解質Li2S−LiI
−P2S5の場合にはP5+が網目構造形成イオンとし
て作用し、一方本発明における固体電解質の場合
にはAl3+が網目構造形成イオンとして作用する
のであるが、Al3+のイオン半径がP5+のイオン半
径より大きいためガラス構造における空隙が多
く、Liイオンの拡散が容易となることに起因して
導電率が向上するものと考えられ、その結果電池
の放電特性が改善されるのである。
第１図は本発明による固体電解質ａと従来の固
体電解質ｂとの導電率−温度特性比較図、第２図
は本発明電池Ａと従来電池Ｂとの放電特性比較図
を夫々示す。
体電解質ｂとの導電率−温度特性比較図、第２図
は本発明電池Ａと従来電池Ｂとの放電特性比較図
を夫々示す。
Claims (1)
- １ 正極と、リチウムを活物質とする負極と、リ
チウムイオン導電性固体電解質とを備えるもので
あつて、前記固体電解質が硫化リチウム（Li2S）、
硫化アルミニウム（Al2S3）及びヨウ化リチウム
（LiI）の３成分系ガラス状固体電解質であること
を特徴とする固体電解質電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59077777A JPS60220568A (ja) | 1984-04-17 | 1984-04-17 | 固体電解質電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59077777A JPS60220568A (ja) | 1984-04-17 | 1984-04-17 | 固体電解質電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60220568A JPS60220568A (ja) | 1985-11-05 |
| JPH0560234B2 true JPH0560234B2 (ja) | 1993-09-01 |
Family
ID=13643386
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59077777A Granted JPS60220568A (ja) | 1984-04-17 | 1984-04-17 | 固体電解質電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60220568A (ja) |
-
1984
- 1984-04-17 JP JP59077777A patent/JPS60220568A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60220568A (ja) | 1985-11-05 |
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